Цифровой измеритель магнитной индукции Советский патент 1988 года по МПК G01R33/02 

со со о ел

СХ)

;

10

H loOpPTfMiHc касается магнитных ипмереннй н может найти применение при ссчздании точной аппаратуры для измерения индукции постоянного магнитного ЮЛЯ .

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг,1 представлена функциональная структурная схема измерителя; на фиг.2 - временные диаграммы его работы,

Цифроной измеритель магнитной индукции содержит датчик Холла 1, токо- пый и

динены через переключатель 2 соответ- стпеино с выходом исто1пшка 3 питания и входом синхронного детектора 4, уп- равляю ций вход которого соединен с выходом источника 3 питания, а выход 20 через преобразователь 5 напряжение - число импульсов - со счетным входом реверсивного счетчика 6, выход которого соединен с входом блока 7 регистрации. Выходы синхронного детектора 4 и реверсивного счетчика 6 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 8 управления. Выходы последнего с первого по пятый соединены

Устройство работает следуюи1им образом .

По тактовым импульсам генератора 9 дешифратор 11 преобразует мешающийся на выходе код счетчика в последовательности управляющих импульсов, временные диаграммы которых на выходах дешифратора с первого по шестой представлены соответственно эпюрами (фиг .2 г, 6, (1, е, р, «, у, и) .

Работа устройства происходит в два такта измерения. Сигналом начальной установки, поступающим с четвертого

сигнальны 1 выходы которого сое- 5 выхода блока 8 управления в нулевое

состояние, устанавливается реверсивный счетчик 6, в нулевое состояние устанавливаются триггеры 12 и 13. С третьего выхода блока 8 управления на вход направления счета реверсивного счетчика 6 поступает такой управляющий сигнал, по которому последний работает на сложение.

Выходной сигнал датчика Холла 1 25 и,1tly+U jtпоступает через переключатель 2 и синхронный детектор 4 на преобразователь 5 напряжение - число импульсов. Результат преобразования в виде импульсов поступает на ревер

Изобретение относится к магнитным измерениям. Цифровой измеритель содержит датчик 1 Холла, переключатель 2, источник 3 питания, синхронный детектор 4, преобразователь 5, реверсивный счетчик 6 и блок 7 регистрации. Введение блока 8 управления, включающего генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10 импульсов, дешифратор 11, триггеры 12 и 13 и элементы И 14 и 15, повьппает точность измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

соответственно с управляющими входами зо сивный счетчик 6, считающий в прямом

пареключателл 2, преобразователя 5, входами направления счета и сброса счетчика 6 и управляющим входом блока 7 регистрации.

Блок 3 управления содержит генератор 9 тактовых импульсоп, выход ко- Tr iporo соединен через счетчик 10 импульсоп с входом дешифратора 11, первый, второй, третий и четвертый выходы которого являются соответственно первым, вторым, четвертым и пятым выходами блока 8. Причем трети; ; выход соединен с входами сброса первого 12 и второго 13 триггеров, а пятьш и шестой - с первыми входами соответственно первого 14 и второго 15 элементов И, вторые входы которых соединены с первым входом блока 8 управления, а выходы - соответственно с входом установки триггера 12 и счетным входом триггера 13. Первый вход вто рого элемента И 15 соединен с первым входом третьего элемента И 16, второй вход котстрого соединен с вторым вхо- Д(5М блока 8 управления, а выход - с входом установки триггера 13, выход ivoTopiiro соединен с третьим выходом ,1 8. Выход первого триггера сое- ДИН1-П с ч ретьим входом элемента И 16

5

0

5

0

5

направлении.

Ni и„э1 , где k - коэффициент преобразования

преобразователя напряжение - число импульсов;

- напряжение неэквипотенциально с ти; 1, - ЭДС Холлла,

В конце первого такта блок 8 управления сигналом, поступающим с первого выхода, коммутирует переключатель 2, Во второй такт измерения выходной сигнал датчика Холла 1 U |11 -и„з1. Это напряжение через синхронный детектор 4 поступает на преобразователь 5 напряжение - число импульсов, откуда в виде последовательности импульсов поступает на реверсивный счетчик 6.

В зависимости от условия | 1 | Ицз И.ПИ ,| производится суммирование или вычитание результатов кодирования двух тактов. Информация о виде операции во втором такте выделяется с помощью синхронного детектора 4 и блока 8 управления, который в зависимости от полярности выходных сигналов детектора 4 в с5ба такта измерения во втором такте фор

мирует соотиетствуюпи1Й сигнал на третьем выходе блока 8 так, что когда Чу1 7 И1„,1 в реверсивном счетчике 6 производится суммирование результатов кодиропания двух тактов, при И X 1 1ицэ прорзводится их вычитание .

Пусть направление магнитной индукции В будет положительным +В, а II X I , тогда выходные сигналы датчика Холла 1 Ui ( ,), 1)7 ()« Во втором такте выходной сигнал детектора 4 имеет положительную полярность, и является запрещающим для элемента И 15. Поэтому выходной сигнал на третьем выходе блока 8 управления сохраняется и реверсивный счетчик 6 во втором такте работает на сложение. В результате во втором такте последний зафиксирует число импульсов, пропорциональное ЭДС Холла 1 .

,-t-Nj k| l -i-Un5l+k|ly-Un5l klbl + klUHjl +kllj 2k .

Пусть направление магнитной индукции положительное +В, а Uxl UHjl, тогда выходные сигналы датчика Холла 1 Ui (), U, (,j). Во втором такте выходной сигнал является разрешающим для элемента И 15. Так как

Формула изобретения

на его второй вход поступает разрешающий потенциал с триггера 12, элемент И 15 срабатывает и выдает-сигнал на счетный, в ход триггера 13, выходной сигнал на третьем выходе блока 8 меня-35 токовый и сигнальный выходы которого ется и во втором такте реверсивный соединены через переключатель соот- счетчик 6 работает на вычитание. Nj.N,-N,k|lx-t-UH3l ,l kllxl + +klUHj| -klUH5l-t-kll, Их 2kl у.

Если направление магнитной индук- 40 ции ,В отрицательное -В, а llj( , тогда выходные сигналы датчика Холла 1 ит (-Ц+ицз), и, () и во втором такхе.реверсивный счетчик 6 зафиксирует число импульсов, пропор- циональное ЭДС Холла 1, +klly- -UH3(k(lxl-klU43l +

+kl 1 l+klUHjl 2klbl 2kl, . Пусть направление магнитной индукции В отрицательное, -В, а I 1 к I 50 преобразователя напряжение - число |и„.,(, тогда выходные сигналы датчи- импульсов, второй - с выходом ревер- ка Холла 1 U , (-1 -fU „, I, Uj (-l 1. Цифровой измеритель магнитной индукции, содержащий датчик Холла,

ветственно с выходом источника питания и входом синхронного детектора, управляющий вход которого соединен с выходом источника питания, ревер-. сивный счетчик, блок регистрации и преобразователь напряжение - число импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счет- чиКа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен блок управления, первый вход которого соединен с выходом синхронного детектора и входом

-и .., ) , Во втором такте выходной сигсивного счетчика, первьй выход блока управления соединен с управляющим нал детектора 4 отрицательной поляр- входом переключателя,второй - с управ- ности является разрешающим для эле- 55 ляющим входом преобразователя напряже- мента И 15. Так как на его второй ние - число импульсов,третий - с входом вход поступает разрешающий потенциал направления счета реверсивного счет- с триггера 12, он срабатывает и вьща- чика, вхоя сброса которого соединен

0

5

5

0

ет сигнал на счетный вход триггера 13. Таким образом, в начале второго такта выходной сигнал на третьем выходе блока 8 управления меняется. Поэтому во втором такте реверсивный счетчик работает на вычитание. Когда число в реверсивном счетчике 6 во втором такте станет равным нулю, срабатывает элемент И 16, который формирует управляющий сигнал на второй установочный вход триггера 13, который устанавливает его в первоначальное состояние. Таким образом, во втором такте второй раз изменяется направление счета в реверсивном счетчике 6, т.е. последний снова работает на сложение. В результате после второго такта реверсивный счетчик 6 зафиксирует число импульсов, пропорциональное ЭДС Холла 1 ,(.

kllx+UH, klUH3-lxt- -2kllxl Ni+N. N NT-Ni+N;; klUH3-b -klUH5-lJ + +2kl Ix l 2kllj 2kly.

Результат измерения после преобразования выходного кода реверсивного счетчика 6 в двоично-десятичном дешифраторе 11 считывается цифровым от- счетным устройством 7.

Формула изобретения

5 токовый и сигнальный выходы которого соединены через переключатель соот-

токовый и сигнальный выходы которого соединены через переключатель соот-

токовый и сигнальный выходы которого соединены через переключатель соот-

преобразователя напряжение - число импульсов, второй - с выходом ревер-

ветственно с выходом источника питания и входом синхронного детектора, управляющий вход которого соединен с выходом источника питания, ревер-. сивный счетчик, блок регистрации и преобразователь напряжение - число импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счет- чиКа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен блок управления, первый вход которого соединен с выходом синхронного детектора и входом

с четвертым выходом блока управления пятый иыход которого соединен с управляющим входом блока регистрации. 2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что, блок управления содержит генератор тактовых импульсов, выход которого соединен через счетчик импульсов с входом дешифратора, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым выходами блока управления соответственно, третий - с четвертым выходом блока управления и входами сброса первого и второго триггеров, четвертый - с пятым выходом блока управления, пятый и щестой - соответственно

с первыми входами первого и нтсрого элементов И, вторые входы которых соединены с первым входом блока управления, а выходы - соответственно с входом установки первого триггера и счетным входом второго триггера, причем первый вход второго элемента И соединен с первым входом трет)его . элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом блока управления, а выход - с входом установки второго триггера, выход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход первого триггера соединен с третьим входом второго элемента И.

Фиг.1

-В, lhl HjH3l

Фиг. 2